支挡及支挡结构课程设计.doc

课程名称：路基及支挡结构设计题目： 院 系： 土木工程系 专 业： 铁道工程 年 级： 姓 名： 指导教师： 路基及支挡结构课程设计任务书一、设计资料 彭州市新彭白公路建设工程起点位于牡丹大道西延线(在建)与彭郫路(在建)相交处，经致和、丽春、隆丰、桂花等乡镇，止于桂花镇，与省道106相交，全长18.05741km。本设计是致和镇至桂花镇段的某段里程，设计资料如下1、线路技术参数表1 技术指标表技术标准单位技术指标公路等级二级公路设计速度km/h80路基设计标高位置公路中心线最大纵坡5%路基宽度m18行车道宽度m43.75中间带宽度m0.5(双实线)硬路肩宽度m0.75土路肩宽度m0.5路拱横坡2%超高方式绕公路中心线旋转汽车荷载等级公路I级2、线路的平、纵断面图3、岩土主要物理力学指标通过工程类比及综合分析评价，提出全线的各类岩、土的主要物理力学指标值，具体见下表：岩土体物理力学参数建议值表表2岩性状态天然容重容许承载力抗剪强度变形模量桩周极限摩阻力桩端极限端阻力基底摩擦系数gocEoqskQpkkN/m3kPakPaMPakPakPa粉质粘土软可塑18-1980-100128-105-655-600.25淤泥质土软塑14-1760-8086-84-525-300.25碎砾石土稍密20-21280-3201528-3019-21180-2000.35-0.4中密20-21350-4001530-3221-23200-2200.35-0.4块碎石土稍密21-22300-3501030-3220-22190-2100.35-0.4中密21-22380-4201032-3522-24210-2300.35-0.4(砂)卵石土稍密20-21300-3501030-3220-22180-2000.35-0.4中密20-21380-4201032-3522-24200-2200.35-0.4漂卵砾石土稍密21-23320-380831-3321-23230-2500.4-0.45中密21-23400-450834-3824-26250-3000.4-0.45泥岩强风化26400-45010-2025-30500-6003800-42000.45-0.5弱风化26.5600-800100-15030-352000-22005000-55000.5-0.55砂岩强风化27.0550-60020-3045-55600-7004800-52000.45-0.5弱风化27.6800-900130-18055-702500-30007000-80000.5-0.55粉砂岩强风化26.5550-60020-3045-55600-7004800-52000.45-0.5弱风化27800-900130-18055-702500-30007000-80000.5-0.554、挡墙工程地质评价设挡墙处表层一般为0.5-2.5m厚的粉质粘土，该层承载能力低，不能作为挡墙的基础持力层。粉质粘土层以下为砂卵砾石层或基岩，可作为基础持力层。对于基础持力层为松散的砂卵砾石层，若承载力不能满足设计要求的，建议进行夯压处理，处理后其承载力要求达到f300350kPa、0.400.45。对于基础持力层为基岩的，挡墙基础嵌入基岩0.51m左右，若下伏为泥岩，其承载力f400450kPa、0.45-0.50。若下伏为粉砂岩及砂岩，其承载力f550600kPa、0.45-0.50。二、设计步骤1、从给定的平面图选定60m，设计三个路基横断面（比例为1：200）。2、选定一个横断面，分析边坡的稳定性（用里正软件计算）。3、设计重力式挡土墙并检算。可先用里正软件确定挡土墙尺寸，在手算。三、应交的成果。1、三个路基横断面设计图（CAD绘图）。2、重力式挡土墙的立面图（CAD绘图）。1.致和镇到桂花镇K17+260-K17+300的路堤设计 根据上图选定K17+260路基原始地面高程做路堤设计2.计算结果一重力式路堤墙，墙高H=3m，填高2m，填土边坡1:1，填料容重21KN/m3，。墙背选用仰斜1:0.25（），。基地摩擦系数,地基容许承载力R=500KPa。墙身容重。墙身分段长10m。车辆荷载的等代土层厚度为0.496m，布置在路基全宽上。1、 主动土压力计算假设破裂面交于荷载内，按表2-1第三类公式计算：假设破裂面交于荷载内， 验核破裂面位置：堤顶破裂面距墙踵 m荷载内边缘距墙踵 荷载内边缘距墙踵 m79.4315 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 211.739(kN) 0.0 地基土摩擦系数 = 0.500 地基土层水平向: 滑移力= 230.360(kN) 抗滑力= 300.196(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.303 1.300(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.455 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 3.250 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 3.201 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 737.388(kN-m) 抗倾覆力矩= 1460.945(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 1.981 1.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 440.432(kN-m) 0.0(三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距 作用于基础底的总竖向力 = 624.300(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=723.557(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.380 (m) 偏心距 e = 0.031(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.159(m) 基底压应力: 趾部=282.724 踵部=241.999(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 282.724 / 241.999 = 1.168 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.031 = 0.167*2.380 = 0.397(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=282.724 = 540.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=241.999 = 585.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=262.361 = 450.000(kPa)(四) 基础强度验算 基础为天然地基，不作强度验算(五) 墙底截面强度验算 验算截面以上，墙身截面积 = 24.500(m2) 重量 = 563.500 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.475 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 3.250 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 3.201 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 577.443(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=702.593(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.217(m) 截面宽度 B = 2.450 (m) 偏心距 e1 = 0.008(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.008 = 0.250*2.450 = 0.612(m) 截面上压应力: 面坡=240.464 背坡=230.919(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 240.464 = 800.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -0.252 = 80.000(kPa)极限状态法: 重要性系数0 = 1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 577.443(kN) 轴心力偏心影响系数k = 1.000 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.450(m